Esempio di caratteristiche identificate in un bacino profondo su Marte che mostrano che è stato influenzato dalle acque sotterranee miliardi di anni fa. Credito:NASA/JPL-Caltech/MSSS
Mars Express ha rivelato la prima prova geologica di un sistema di antichi laghi interconnessi che un tempo giacevano in profondità sotto la superficie del Pianeta Rosso, cinque dei quali possono contenere minerali cruciali per la vita.
Marte sembra un mondo arido, ma la sua superficie mostra segni convincenti che una volta esistevano grandi quantità di acqua in tutto il pianeta. Vediamo caratteristiche che avrebbero avuto bisogno di acqua per formarsi:canali e valli di flusso ramificati, per esempio, e proprio l'anno scorso Mars Express ha rilevato una pozza di acqua liquida sotto il polo sud del pianeta.
Un nuovo studio ora rivela l'estensione delle acque sotterranee sull'antico Marte che in precedenza era prevista solo dai modelli.
"Il primo Marte era un mondo acquatico, ma quando il clima del pianeta è cambiato, quest'acqua si è ritirata sotto la superficie per formare pozze e "acque sotterranee", " afferma l'autore principale Francesco Salese dell'Università di Utrecht, Paesi Bassi.
"Abbiamo rintracciato quest'acqua nel nostro studio, poiché la sua portata e il suo ruolo sono oggetto di dibattito, e abbiamo trovato la prima prova geologica di un sistema di acque sotterranee planetarie su Marte".
Salese e colleghi hanno esplorato 24 in profondità, crateri chiusi nell'emisfero settentrionale di Marte, con pavimenti che si trovano a circa 4000 m sotto il "livello del mare" marziano (un livello che, data la mancanza di mari del pianeta, è arbitrariamente definito su Marte in base all'elevazione e alla pressione atmosferica).
Questa immagine mostra la distribuzione di un certo numero di crateri profondi (contrassegnati da punti) recentemente esplorati come parte di uno studio sulle acque sotterranee su Marte. L'immagine di sfondo è mostrata in colori che rappresentano la topografia:i rossi e gli arancioni sono quote inferiori e il blu e il verde sono quelli più alti. Lo studio ha rilevato che i pavimenti dei bacini, che siedono a oltre 4000 m di profondità, mostrano segni di acqua passata:la prima prova geologica che un tempo il Pianeta Rosso aveva un sistema di laghi interconnessi alimentati da acque sotterranee che attraversavano l'intero pianeta. Credito:Topografia:NASA/MGS/MOLA; Distribuzione crateri:F. Salese et al (2019)
Hanno trovato caratteristiche sui pavimenti di questi crateri che potrebbero essersi formati solo in presenza di acqua. Molti crateri contengono molteplici caratteristiche, il tutto a una profondità compresa tra 4000 e 4500 m, indicando che questi crateri un tempo contenevano pozze e flussi d'acqua che cambiavano e si ritiravano nel tempo.
Le caratteristiche includono canali incisi nelle pareti del cratere, valli scavate dalla falda acquifera, buio, delta curvi che si pensava si fossero formati quando i livelli dell'acqua salivano e scendevano, terrazze increspate all'interno di pareti di crateri formati da acqua stagnante, e depositi di sedimenti a forma di ventaglio associati all'acqua corrente.
Il livello dell'acqua si allinea con le coste proposte di un presunto oceano marziano che si pensa sia esistito su Marte tra tre e quattro miliardi di anni fa.
"Pensiamo che questo oceano possa essere collegato a un sistema di laghi sotterranei che si estendono su tutto il pianeta, " aggiunge il co-autore Gian Gabriele Ori, direttore della Scuola Internazionale di Ricerca di Scienze Planetarie dell'Università D'Annunzio, Italia.
"Questi laghi sarebbero esistiti circa 3,5 miliardi di anni fa, quindi potrebbero essere stati contemporanei di un oceano marziano."
Questo diagramma mostra un modello di come i bacini dei crateri su Marte si sono evoluti nel tempo e come una volta contenevano l'acqua. Questo modello costituisce la base di un nuovo studio sulle acque sotterranee su Marte, che ha rilevato che un certo numero di bacini profondi - con pavimenti che si trovano a una profondità di oltre 4000 m - mostrano segni di aver contenuto una volta pozze d'acqua. Le immagini (dalla telecamera contestuale a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA) mostrano esempi delle diverse caratteristiche osservate nei bacini. Ci sono tre fasi principali:nella prima (in alto), il bacino del cratere è inondato di acqua e di elementi legati all'acqua:delta, valli inaridite, canali, litorali, e così via – forma dentro. Nella seconda fase (al centro), il livello dell'acqua in tutto il pianeta scende e di conseguenza emergono nuove morfologie. Nella fase finale (in basso), il cratere si secca e si eroso, e vengono rivelate le caratteristiche formatesi negli ultimi miliardi di anni. Credito:Immagini:NASA/JPL-Caltech/MSSS; Diagramma adattato da F. Salese et al. (2019)
La storia dell'acqua su Marte è complessa, ed è strettamente legato alla comprensione se la vita sia mai sorta lì o meno - e, se è così, dove, quando, e come ha fatto.
Il team ha anche individuato segni di minerali all'interno di cinque dei crateri collegati all'emergere della vita sulla Terra:varie argille, carbonati, e silicati. La scoperta aggiunge peso all'idea che questi bacini su Marte potrebbero aver avuto gli ingredienti per ospitare la vita. Inoltre, erano gli unici bacini abbastanza profondi da intersecarsi con la parte satura d'acqua della crosta di Marte per lunghi periodi di tempo, con prove forse ancora oggi sepolte nei sedimenti.
L'esplorazione di siti come questi può quindi rivelare le condizioni adatte alla vita passata, e sono quindi molto importanti per le missioni astrobiologiche come ExoMars, un'impresa congiunta di ESA e Roscosmos. Mentre ExoMars Trace Gas Orbiter sta già studiando Marte dall'alto, la prossima missione partirà l'anno prossimo. Comprende un rover - recentemente intitolato a Rosalind Franklin - e una piattaforma scientifica di superficie, e punterà ed esplorerà i siti marziani ritenuti fondamentali nella caccia ai segni di vita su Marte.
"Risultati come questo sono estremamente importanti; ci aiutano a identificare le regioni di Marte che sono le più promettenti per trovare segni di vita passata, "dice Dmitri Titov, Scienziato del progetto Mars Express dell'ESA.
"È particolarmente eccitante che una missione così fruttuosa sul Pianeta Rosso, Marte Express, è ora strumentale nell'aiutare missioni future come ExoMars a esplorare il pianeta in un modo diverso. È un ottimo esempio di missioni che lavorano insieme con grande successo".
Mars Express è stato lanciato il 2 giugno 2003, e ha raggiunto 15 anni nello spazio l'anno scorso. Questo studio ha utilizzato le osservazioni della High Resolution Stereo Camera (HRSC) sul Mars Express dell'ESA, dall'esperimento scientifico di imaging ad alta risoluzione della NASA (HiRISE), e dalla Context Camera a bordo del Mars Reconnaissance Orbiter della NASA. È stato utilizzato un modello digitale del terreno basato sui dati dell'HRSC e del Mars Orbiter Laser Altimeter della NASA.
